WO2011117700A2 - Vorrichtung und verfahren zum kontinuierlichen aufbereiten von massen und mahlgut - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum kontinuierlichen aufbereiten von massen und mahlgut Download PDF

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    • B02C7/175—Disc mills specially adapted for paste-like material, e.g. paint, chocolate, colloids

Definitions

  • the invention relates to a principle for devices and methods which are used for the processing of masses, in particular chocolate masses.
  • At least one swash plate is used for this principle.
  • the operation of the swash plate is generally known for use with helicopters to control the rotor pitch, on the other hand, the swash plate is also at
  • Taumein or precession is generally the change of direction of the axis of a body when external forces exert a torque on it.
  • Euler's equations are equations of motion for the rotation of a rigid body. To explain the principle of the use of the swash plate for these devices, one can imagine a gyroscope, which, if it loses momentum, with the
  • Chocolate masses are usually used conches, which are provided in more or less cylindrical housings and with rotor (s), in relation to the volume of the mass small scraper. Shear and Versalbungswerkmaschinemaschinee exhibit. The energy yields are correspondingly low. The temperature controls are usually only on the housing wall feasible, accordingly difficult and tr ge.
  • Mills are often built for a specific purpose and are not universally applicable.
  • the contact time of the ground material is in roller mills between the rollers low, which is why it often needs several grinding passes.
  • the setting options are low. It can usually only peripheral speed of the rollers, friction, grinding gap, and roller temperature can be adjusted. If these parameters are not sufficient, several passes or several rolls must be used.
  • the energy input is usually introduced by the weight of the grinding media.
  • the grinding media and the material to be ground are in a cylinder-like grinding chamber. The grinding speed and the
  • the method of tabulation that is, it is on a worktop, which is preferably made of marble, warm chocolate mass with the help of a spatula as long as painted over the countertop, while the mass thickened and cools and it forms the crystals .
  • the vaccination process is mentioned in which the chocolate mass by means of
  • Seed crystallization can be crystallized.
  • the invention is based on the object in an apparatus and a method for processing ground material and masses the energy input (mechanical and / or thermal) and the substance input (eg gassing) and the substance discharge (eg degassing) to increase to achieve the intended by the processing end state of the millbase or the mass faster than with the conventional means of the prior art.
  • the invention provides a device for processing masses, in particular chocolate mass, ready, in which at least one swash plate (1) provided with an obtuse cone on its front side, is arranged so that the apex of the swash plate ( 1) on the axis of
  • Swash plate is located and the lateral surface of the swash plate (1) can extend to its outer diameter, wherein the swash plate (1) with respect to a counter-obtuse cone opposite surface formed and arranged is that a line extending from the cone tip over the lateral surface to the outer diameter of the lateral surface line of the swash plate (1) parallel to the counter surface
  • the mass by means of
  • Swash plates especially between swash plates, sheared, anointed, fumigated, degassed and tempered.
  • the swash plates are arranged so that the lateral surface on the line from the cone tip to the transmission diameter are at each other, roll against each other without them rotating radially about its own axis.
  • the swash plates are about cam which are connected via wobble shafts with the swash plates, caused to tumble and are also controlled.
  • the Kurvenschelben can be performed both mechanically and servo-controlled.
  • the swash plates are placed in a housing so that they are enclosed at the periphery. This creates a cavity between the swash plates. This cavity moves around the axis centers of the swash plates. The mass contained therein is therefore always around this fictitious axis between the
  • Cavity between the swashplates is a part of mass and the
  • the swash plates are provided with geometries that show on the one hand shear effects, on the other hand promote the anointing. Furthermore, geometries can be used which specifically promote gas exchange. With the relationship of these geometries to
  • volume of the masses to be processed is one of the advantages of this invention over the previous known systems. This makes it possible to shorten the conching time drastically, respectively, to be able to increase the quality of the mass with the same Conchierzeit.
  • the shearing and anointing geometries are chosen so that they work as efficiently as possible, that is, have as little energy as possible. According to the invention is the intense overturning of the mass on the
  • a swash plate is placed over a horizontal fixed plate.
  • the swash plate wobbles over the fixed plate.
  • the swash plate is driven by a cam, in particular servo-controlled or driven. This makes it possible to leave the swash plate taumein so that together with the fixed plate a function for a mill (mill function) is formed.
  • This arrangement has the advantage over many known systems that more parameters are available for adjustments. In addition to known settings such as peripheral speed of the rollers (fixed plate), friction, grinding gap, as well
  • Swashplate temperature can be used pressure angle, gap angle and large and small speed differences. It is possible to let the fixed plate rotate such that the grinding material remains precisely in the working area, for example, by the centrifugal force. But this can also be achieved by the gap angle. This allows the regrind to remain in the mill until For example, a desired particle size is reached.
  • the swash plate is arranged similarly to [010]. However, the swash plate sits on a central shaft. The tumbling movements are driven by wobble push rods located close to the central shaft. The central shaft is coupled to the swash plate so that it can tumble, but is radially connected fixed. The swash plate can now for example be designed so that it also has scraping. It is now possible to run a "tabulation program.” The mass is passed into the first chamber, dispensed, possibly further supplied with liquid chocolate mass via the radially disposed feed chamber, passed into the second chamber, and so on until the tempered, precrystallized mass is performed.
  • the premixed seed crystals are conducted via the feed chambers into the tempering chambers, where they are processed intensively at a precise temperature. It is also quite possible to combine the two procedures. In both methods, the recycling of a portion of the mass, as in other systems, is not necessary, furthermore, it is also possible to add ingredients via the feed chambers.
  • Fig. A, A1 to A explains the principle of the swash plate.
  • Fig. B is a perspective view of an embodiment with two swash plates.
  • Fig. C, C1 to C3 shows in section and in perspective how the swash plates wobble against each other.
  • Fig. D1 shows the structure of a conche with swash plates.
  • Fig. D2 shows the housing with five pairs of swash plates.
  • Fig. D3 shows the mounting of the swash plates.
  • Fig. E shows a housing with swash plates and Mahlkörpem.
  • Fig. F1 shows the suspension of a swash plate.
  • the image sequence F2 to F5 shows the tumbling of the swash plate over a fixed plate.
  • Fig. G shows the same principle as described in Fig. F1, but the swash plate is in two parts.
  • Fig. H shows a plurality of wobble disks housed in a housing.
  • Fig. B shows two swash plates 1, which are connected to wobble thrust shafts 4, which in turn run on the cam right 3 and on the cam 2 left.
  • the cams are arranged symmetrically.
  • Fig. C, C1 to C3 shows, in section and in the 3D view, how the swashplates, controlled by the cams, stagger against each other.
  • Fig. D1 shows the structure for a conche with swash plates 1, swash plates with Versalbungskonturen negative 1.1, swash plates with Versalbungskontur positive 1.2, swash plate with shear contour positive 1.3, swash plate with shear contour negative 1.4.
  • a housing which consists of the housing shell 7 and the housing covers 8.
  • the wobble thrust shafts 5.1 and 5.2 are embedded in the housing shell in this example. Outside the housing, the cams are right 3 and left 2, which drive the swash plates on the wobble thrust shafts 5.1 and 5.2.
  • Fig. D2 shows the housing with 5 pairs of swash plates.
  • Fig. D3 shows how the swash plates are stored in the wobble thrust shafts 5.1 and 5.2 6.
  • Detail Y as a section of Fig. 6 shows the ball bushings storage.
  • Fig. E shows a housing as described in Fig. D1. It will be here
  • FIG. F1 shows a swash plate 1 suspended from wobble shafts 4 and placed over the fixed plate 10.
  • the wobble thrust shafts 4 are coupled to servo drives 34.
  • the servo drives 34 are controlled by an electronic cam.
  • Detail X shows a simplified representation of the ball bushings.
  • the image sequence F2 to F5 shows the tumbling of the wobble cock over the
  • Fixplatte. G shows the same principle as described under Fig. F1, but the swash plate is in two parts.
  • the swash plate top 13 is formed so that a swash plate tool 14 can be mounted.
  • the fixed-plate lower part 11 is designed such that a fixed-plate tool 12 can be mounted.
  • the fixed plate with tool can be larger than the swash plate with tool.
  • ground material can be filled from outside. Through the central opening the ground material can be discharged.
  • Fig. H shows how a plurality of swash plates can be accommodated in a housing.
  • the swash plate 15 is seated on a central shaft 16 and is coupled so that they tumble, but can not rotate radially about the central shaft 16.
  • the wobble is effected via Taumelschubstangen 17. These in turn are moved over the cam flange 18.
  • the swash plate 15 is arranged in the mass space 24 so that the line from the cone tip to the outer diameter is parallel to the upper fixed plate 25 and 19 and parallel to the lower fixed plate 21.
  • the mass is directed into mass space 24 via mass inlet main flow 32.
  • the swash plate 15 (can now be designed, for example, so that it also has Schabfunklion) mixes the mass and scrapes them from the fixed plate top and bottom.
  • the central shaft 16 can be rotated. This is required for the scraping function.
  • the top and bottom fixed plates can be moved over the heating / cooling channel 23 with the required temperature.
  • Via the feed channel 27 and through the mass and ingredients inlet 26 liquid mass can be supplied.
  • the processed or partially processed mass is via passages 28, located in the
  • Intermediate ring 30 are located between the mass spaces 24 forwarded.
  • the individual mass spaces 24 are completed with the fixed plates top and bottom and the housing cylinder with supply channel 20 and separated with the intermediate plate 29. After finishing the mass, it is discharged through the bulk outlet 32.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verarbeiten von Mahlgut und Massen in kontinuierlichen Prozessen, insbesondere die Aufbereitung von fetthaltigen Massen. Das Mahlen mit einer Taumelscheibe (1) mit Fixplatte oder zwei Taumelscheiben (1), das Conchieren mit Taumelscheiben (1) sowie als letzter Prozessschritt das Temperieren und Kristallisieren mittels Taumelscheiben (1).

Description

Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen Aufbereiten
von Massen oder Mahlgut
Beschreibung
[001] Die Erfindung betrifft ein Prinzip für Vorrichtungen und Verfahren, die für die Verarbeitung von Massen, insbesondere Schokoladenmassen, eingesetzt werden. Für dieses Prinzip wird mindestens eine Taumelscheibe eingesetzt. Die Funktionsweise der Taumelscheibe ist im allgemeinen bekannt für den Einsatz bei Helikoptern, um die Rotorneigungen zu steuern, andererseits wird die Taumelscheibe auch bei
Hydraulikpumpen eingesetzt.
[002] Das Taumein oder Präzession ist allgemein die Richtungsänderung der Achse eines Körpers, wenn äußere Kräfte ein Drehmoment auf ihn ausüben. Die Eulerschen Gleichungen sind Bewegungsgleichungen für die Rotation eines starren Körpers. Um das Prinzip des Einsatzes der Taumelscheibe für diese Vorrichtungen zu erläutern, kann man sich einen Kreisel vorstellen, der, wenn er an Schwung verliert, mit der
Mantelfläche des Kegels auf die Ebene fällt und dann um die Kegelspitze rollt. Dieses Rollen um die Kegelspitze zeigt deutlich das Prinzip der hier eingesetzten
Taumelscheibe.
Stand der TechniK
[003] Beim Mischen, Zerkleinem und Versalben von Massen, insbesondere
Schokoladenmassen werden in der Regel Conchen eingesetzt, die in mehr oder weniger zylindrischen Gehäusen und mit Rotor(en) versehen sind, die im Verhältnis zum Volumen der Masse kleine Schaber-. Scher- und Versalbungswerkzeuge aufweisen. Die Energieerträge sind dementsprechend gering. Die Temperaturkontrollen sind meist nur über die Gehäusewand realisierbar, dementsprechend schwierig und tr ge.
[004] Mühlen sind häufig für einen bestimmten Zweck gebaut und sind nicht universell einsetzbar. Die Kontaktzeit des Mahlgutes ist bei Walzenmühlen zwischen den Walzen gering, weshalb es häufig mehrere Mahldurchgänge braucht. Die Einstellmöglichkeiten sind gering. Es können meist nur Umfangsgeschwindigkeit der Walzen, Friktion, Mahlspalt, sowie Walzentemperatur eingestellt werden. Reichen diese Parameter nicht aus, muss mit mehreren Durchgängen oder mehreren Walzen gearbeitet werden. Bei Kugelmühlen oder Mahlkörpermühlen wird der Energieeintrag in der Regel durch Eigengewicht der Mahlkörper eingebracht. Die Mahlkörper und das Mahlgut befinden sich in einem zylinderähnlichen Mahlraum. Die Mahlgeschwindigkeit und der
Energieei trag sind schwierig regelbar.
[005] Auf die verschiedenen Temperierverfahren und Maschinen wird hier nicht eingegangen. Es werden lediglich zwei Verfahren erwähnt, die bislang kaum in
Zusammenhang gebracht wurden. Es ist zum einen das Verfahren des Tabulierens, das heisst, es wird auf einer Arbeitsplatte, die vorzugsweise aus Marmor besteht, warme Schokoladenmasse mit Hilfe eines Spachtels solange über die Arbeitsplatte gestrichen, dabei verdickt sich die Masse und kühlt ab und es bilden sich die Kristalle. Als zweites wird das Impfverfahren erwähnt, bei dem die Schokoladenmasse mittels
Impfkristallisation auskristallisiert werden kann.
Beschreibung der Erfindung
[006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung und einem Verfahren zum Verarbeiten von Mahlgut und Massen den Energieeintrag (mechanisch und/oder thermisch) sowie den Stoffeintrag (z.B. Begasen) als auch den Stoffaustrag (z.B. Entgasen) zu erhöhen, um den durch die Verarbeitung angestrebten Endzustand des Mahlguts bzw. der Masse schneller als mit den herkömmlichen Mitteln des Stands der Technik zu erreichen.
[007] Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Vorrichtung zum Verarbeiten von Massen, insbesondere Schokoladenmasse, bereit, bei welcher mindestens eine Taumelscheibe (1), versehen mit einem stumpfwinkligen Kegel an ihrer Stirnseite, so angeordnet ist, dass die Kegelspitze der Taumelscheibe (1) auf der Achse der
Taumelscheibe liegt und die Mantelfläche der Taumelscheibe (1) bis zu ihrem Aussen- Durchmesser reichen kann, wobei die Taumelscheibe (1) bezüglich einer ihrem stumpfwinkligen Kegel gegenüberliegenden Gegenfläche so geformt und angeordnet ist, dass eine vom Kegelspitz über die Mantelfläche bis zum Aussen-Durchmesser der Mantelfläche verlaufende Linie der Taumelscheibe (1) parallel zu Gegenfläche
angeordnet ist und so an der Gegenfläche abrollen und/oder taumeln kann.
Bei dem erfmdungsgemässen Verfahren zum kontinuierlichen Aufbereiten von Massen, insbesondere zum Mischen und Verfeinern von fetthaltigen Massen, vorzugsweise unter Verwendung einer erfindungsgemässen Vorrichtung, wird die Masse mittels
Taumelscheiben, insbesondere zwischen Taumelscheiben, geschert, versalbt, begast, entgast und temperiert.
Vorteilhafte Ausführungen der Vorrichtung und des Verfahrens gemäss der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 28 bzw. 30 bis 34.
[008] Dies ermöglicht z.B. das Mahlen mit einer Taumelscheibe mit Fixplatte oder zwei Taumelscheiben, das Conchieren mit Taumelscheiben sowie als letzter Prozessschritt das Temperieren und Kristallisieren mittels Taumelscheiben. Dabei können nun verschiedene Anordnungen der Taumelscheiben zu verschiedenen Varianten der Vorrichtung führen. Nachfolgend sind einige Beispiele aufgeführt.
[009] Bei einer ersten Anordnung werden die Taumelscheiben so angeordnet dass die Mantelfläche an der Linie vom Kegelspitz bis zum Aussend urchmesser an einander liegen, gegeneinander abrollen, ohne dass sie sich um die eigene Achse radial drehen. Die Taumelscheiben werden über Kurvenscheiben, die über Taumelschubwellen mit den Taumelscheiben verbunden sind, zum Taumeln gebracht und werden auch gesteuert. Die Kurvenschelben können sowohl mechanisch als auch servogesteuert ausgeführt sein. Die Taumelscheiben sind in einem Gehäuse so platziert, dass sie am Umfang umschlossen sind. So entsteht ein Hohlraum zwischen den Taumelscheiben. Dieser Hohlraum bewegt sich um die Achsmittelpunkte der Taumelscheiben. Die darin befindliche Masse wird demnach immer um diese fiktiven Achse zwischen den
Achsmittelpunkten herumgeführt. Liegt nun diese fiktive Achse horizontal und im
Hohlraum zwischen den Taumelscheiben befindet sich ein Teil Masse und die
Taumelscheiben taumeln gegeneinander, wird die Masse über die fiktive Achse geschoben. Wenn die Bewegung schnell genug ist, schwappt die Masse hinüber. Mit diesem Vorgang wird der Sauerstoffaustausch begünstigt.
Besonders bei Conchen für die Schokoladenaufbereitung sind mehrere Faktoren für das rationelle Conchieren verantwortlich. Einerseits ist das Verkömen zu vermeiden, das mit Hilfe von Schervorgängen reduziert werden kann, dann ist das Versal ben ein wesentlicher Vorgang sowie ein sehr wichtiger Vorgang der Austausch von Stoffen (zum Beispiel das Lösen und Abführen von Bitterstoffen). Zu diesem Zweck werden die Taumelscheiben mit Geometrien versehen, die einerseits Scherwirkungen aufzeigen, andererseits die Versalbung fördern. Ferner können Geometrien eingesetzt werden, die speziell den Gasaustausch fördern. Mit dem Verhältnis dieser Geometrien zum
Volumen der zu bearbeitenden Massen besteht einer der Vorteile dieser Erfindung gegenüber den bisherigen, bekannten Systemen. Damit ist es möglich die Conchierzeit drastisch zu verkürzen, respektive die Qualität der Masse bei gleicher Conchierzeit erhöhen zu können. Die Scher- und Versalbungsgeometrien werden so gewählt, dass sie möglichst effizient arbeiten, das heisst, möglichst wenig Energiezufuhr aufweisen. Erfindungsgemäss ist durch das intensive Überschlagen der Masse über die
Horizontalachse der Gasaustausch optimiert, sowie mögliche Energieabfuhr, die beim Scheren und Versalben zugeführt wurde. Ferner ist es einfach, die Taumelscheiben an einen Wärmehaushalt anzuschliessen, da die Scheiben taumeln und sich nicht drehen. Die hohe Kontaktfläche der zu verarbeitenden Masse ermöglicht eine schonende Steuerung der Wärmezufuhr und -abfuhr. Diese Eigenschaften werden auch für Produkte beispielsweise in der Chemie-, Pharma- und Kosmetikindustrie genutzt.
[010] Bei einer zweiten Anordnung wird eine Taumelscheibe über einer horizontalen Fixplatte platziert. Die Taumelscheibe taumelt über der Fixplatte. Wobei der Begriff Fixplatte in diesem Zusammenhang so verstanden werden muss, dass sie nicht taumelt. Sie kann sich um die eigene Achse drehen und/oder die Position verändern. Die Taumelscheibe wird über eine Kurvenscheibe, insbesondere servogesteuert bzw. angetrieben. Dadurch ist es möglich, die Taumelscheibe so taumein zu lassen, dass zusammen mit der Fixplatte eine Funktion für eine Mühle (Mühlenfunktion) entsteht. Diese Anordnung hat gegenüber vielen bekannten Systemen der Vorteil, dass mehr Parameter für Einstellungen zur Verfügung stehen. Neben bekannten Einstellungen wie Umfangsgeschwindigkeit der Walzen (Fixplatte), Friktion, Mahlspalt, sowie
Taumelscheibentemperatur (Walzentemperatur) können Eingriffswinkel, Spaltwinkel sowie grosse und kleine Geschwindigkeitsdifferenzen gefahren werden. Es ist möglich die Fixplatte derart drehen zu lassen, dass beispielsweise durch die Fliehkraft das Mahlgut präzis im Arbeitsbereich verbleibt. Dies kann aber auch durch den Spaltwinkel erreicht werden. Dadurch kann das Mahlgut so lange in der Mühle verbleiben, bis beispielsweise eine gewünschte Korngrösse erreicht ist.
[011] Bei einer dritten Anordnung stehen die Taumelscheiben wie unter [009]
beschrieben, jedoch besteht zwischen den Linien auf den Mantelflächen vom Kegeispitz bis zum Aussendurchmesser ein Abstand. In dem dadurch vergrösserten Raum werden Mahlkörper oder Kugein sowie Mahlgut gefüllt. Durch die Taumelbewegungen der Taumelscheiben werden nun die Mahlkörper oder Kugeln und das Mahlgut gewalkt. Gegenüber den herkömmlichen Kugelmühlen wird hier jedoch der Vorteil genutzt, dass mit den Taumelscheiben mehr und gesteuert Energie eingetragen werden kann. Im Weiteren ist es möglich, Module mit Taumelscheiben für nachfolgende
Verarbeitungsschritte anzukoppeln.
[012] Bei einer vierten Anordnung wird die Taumelscheibe ähnlich angeordnet wie bei [010]. Die Taumelscheibe sitzt jedoch auf einer Zentral welle. Die Taumelbewegungen werden über Taumelschubstangen, die nahe an der Zentralwelle angeordnet sind, angetrieben. Die Zentralwelle ist mit der Taumelscheibe so gekoppelt, dass diese taumeln kann, radial aber fix verbunden ist. Die Taumelscheibe kann nun beispielsweise so ausgestaltet sein, dass sie auch Schabfunktionen aufweist. Es ist nun möglich, ein „Tabulierungsprogramm" zu fahren. Die Masse wird in die erste Kammer geleitet, teiltabuliert, möglicherweise über die radial angeordnete Zufuhrkammer weiter mit flüssiger Schokoladenmasse versorgt, weitergeleitet in die zweite Kammer und so weiter, bis die temperierte, vorkristallisierte Masse ausgeführt wird.
Als zweite Möglichkeit werden die vorgemischten Impfkristalle über die Zufuhrkammern in die Temperierkammern geleitet, dort intensiv mit präziser Temperatur verarbeitet. Es ist auch durchaus möglich, beide Verfahren miteinander zu verbinden. Bei beiden Verfahren ist das Rückführen eines Teils der Masse, wie in anderen Systemen, nicht nötig, im weiteren besteht auch die Möglichkeit, über die Zufuhrkammern Ingredienzien beizufügen.
Kurzbeschreibung der Figuren
[013] Fig. A, A1 bisAß, erläutert das Prinzip der Taumelscheibe.
[014] Fig. B ist eine Perspektivansicht einer Ausführung mit zwei Taumelscheiben. [015] Fig. C, C1 bis C3, zeigt im Schnitt und perspektivisch, wie die Taumelscheiben gegeneinander taumeln.
[016] Fig. D1 zeigt den Aufbau einer Conche mit Taumelscheiben.
[017] Fig. D2 zeigt das Gehäuse mit fünf Paaren von Taumelscheiben.
[018] Fig. D3 zeigt die Lagerung der Taumelscheiben.
[0 9] Fig. E zeigt ein Gehäuse mit Taumelscheiben und Mahlkörpem.
[020] Fig. F1 zeigt die Aufhängung einer Taumelscheibe. Die Bildfolge Fig. F2 bis Fig. F5 zeigt das Taumeln der Taumelscheibe über einer Fixplatte.
[021] Fig. G zeigt das selbe Prinzip wie unter Fig. F1 beschrieben, die Taumelscheibe ist jedoch zweiteilig.
[022] Fig. H zeigt mehrere Taumel Scheiben, die in einem Gehäuse untergebracht sind.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
[023] Mit Bildfolge in Fig. A, A1 bis A8 wird das Prinzip der Taumelscheibe erläutert. An Hand eines einfachen Kreisels der auf der Mantelfläche um die Spitze des Kegels rollt, kann verdeutlicht werden, wie erfindungsgemäss die Taumelscheibe taumelt.
[024] Fig. B zeigt zwei Taumelscheiben 1, die mit Taumelschubwellen 4 verbunden sind, die seinerseits auf der Kurvenscheibe rechts 3 und auf der Kurvenscheibe links 2 laufen. Die Kurvenscheiben sind symmetrisch angeordnet.
[025] Fig. C, C1 bis C3 zeigt, im Schnitt und in der 3D Ansicht wie die Taumelscheiben, über die Kurvenscheiben gesteuert, gegeneinander taumeln. [026] Fig. D1 zeigt den Aufbau für eine Conche mit Taumelscheiben 1, Taumelscheiben mit Versalbungskonturen negativ 1.1 , Taumelscheiben mit Versalbungskontur positiv 1.2, Taumelscheibe mit Scherkontur positiv 1.3, Taumelscheibe mit Scherkontur negativ 1.4. Diese sind in einem Gehäuse untergebrächt, das aus dem Gehäusemantel 7 und den Gehäusedeckeln 8 besteht. Die Taumelschubwellen 5.1 und 5.2 sind bei diesem Beispiel im Gehäusemantel eingelassen. Aussen am Gehäuse sind die Kurvenscheiben rechts 3 und links 2, die über die Taumelschubwellen 5.1 und 5.2 die Taumelscheiben antreiben.
[027] Fig. D2 zeigt das Gehäuse mit 5 Paaren von Taumelscheiben.
[028] Fig. D3 zeigt, wie die Taumelscheiben in den Taumelschubwellen 5.1 und 5.2 gelagert 6 sind. Detail Y als Schnitt von 6 zeigt die Kugelbüchsen-Lagerung.
[029] Fig. E zeigt ein wie unter Fig. D1 beschriebenes Gehäuse. Es wird hier
dargestellt, wie zwei Taumelscheiben 1 mit einem Abstand zwischen den Linien auf den Mantelflächen vom Kegelspitz bis zum Aussendurchmesser, der Raum dazwischen mit Mahlkörper (Kugeln) 9 teilweise befüllt ist, in dem das Mahlgut vermählen werden kann. Durch die Taumelbewegungen werden die Mahlkörper mit dem Mahlgut gewalkt. Dieses Walken bewirkt nun das Mahlen. Vorteilhaft bei dieser Methode ist, dass gesteuert Energie zugegeben werden kann. Es ist möglich, wie hier dargestellt, weitere
Taumelscheiben mit Versalbungskonturen negativ 1.1, Taumelscheiben mit
Versalbungskontur positiv 1.2, Taumelscheibe mit Scherkontur positiv 1.3,
Taumelscheibe mit Scherkontur negativ 1.4 nachzuschalten, wobei die verschiedenen Verarbeitungskonturen an der Taumelscheibe auch miteinander kombiniert werden können.
[030] Fig. F1 zeigt eine Taumelscheibe 1, die an Taumelschubwellen 4 aufgehängt ist, und über der Fixplatte 10 platziert ist. Die Taumelschubwellen 4 sind mit Servoantrieben 34 gekoppelt. Die Servoantriebe 34 werden über eine elektronische Kurvenscheibe gesteuert. Detail X zeigt eine vereinfachte Darstellung der Kugelbüchsenlagerung. Die Bildfolge Fig. F2 bis Fig. F5 zeigt das Taumeln der Taumelschabe über der
Fixplatte. [031] Fig. G zeigt das selbe Prinzip wie unter Fig. F1 beschrieben, die Taumelscheibe ist jedoch zweiteilig. Das Taumelscheiben-Oberteil 13 ist so ausgebildet, dass ein Taumelscheiben-Werkzeug 14 montiert werden kann. Das Fixplatten-Unterteil 11 ist so ausgebildet, dass ein Fixplatten-Werkzeug 12 montiert werden kann.
Dadurch ist es möglich, verschiedene Werkzeuge nach Anforderung einzusetzen. Die Fixplatte mit Werkzeug kann grösser sein wie die Taumelscheibe mit Werkzeug.
Dadurch kann von aussen Mahlgut befüllt werden. Durch die zentrale Öffnung kann das Mahlgut ausgebracht werden.
[032] Fig. H zeigt wie mehrere Taumelscheiben in einem Gehäuse untergebracht werden können. Die Taumelscheibe 15 sitzt auf einer Zentralwelle 16 und ist so gekoppelt, dass sie taumeln, jedoch nicht radial um die Zentral welle 16 drehen kann. Die Taumelbewegung wird über Taumelschubstangen 17 bewirkt. Diese wiederum werden über den Kurvenflansch 18 bewegt. Die Taumelscheibe 15 ist im Massen-Raum 24 so angeordnet, dass die Linie vom Kegelspitz bis zum Aussendurchmesser parallel zur oberen Fixplatte 25 und 19 sowie parallel zur unteren Fixplatte 21 steht. Die Masse wird über den Massen-Einlass-Hauptstrom 32 in den Massen-Raum 24 geleitet. Die Taumelscheibe 15 (kann nun beispielsweise so ausgestaltet sein, dass sie auch Schabfunklion aufweist) mischt die Masse und schabt sie von der Fixplatte oben und unten. Die Zentralwelle 16 kann gedreht werden. Dies ist für die Schabfunktion erforderlich. Die Fixplatten oben und unten können über den Heiz/Kühlkanal 23 mit der erforderlichen Temperatur gefahren werden. Über den Zufuhrkanal 27 und durch den Massen- und Ingredlenzien-Einlass 26 kann flüssige Masse zugeführt werden. Die bearbeitete oder teilbearbeitete Masse wird über Durchlässe 28, die sich im
Zwischenring 30 befinden, zwischen den Massen-Räumen 24 weitergeleitet. Die Einzelnen Massen-Räume 24 sind mit den Fixplatten oben und unten sowie dem Gehäusezylinder mit Zufuhrkanal 20 abgeschlossen und mit der Zwischenplatte 29 getrennt. Nach Fertig-Bearbeitung der Masse wird sie über den Massen-Auslass 32 ausgebracht. Bezugszeichenliste
1 Taumelscheibe
1.1 Taumelscheibe mit Versalbungskontur negativ
1.2 Taumelscheibe mit Versalbungskontur positiv
1.3 Taumelscheibe mit Scherkontur negativ
1.4 Taumelscheibe mit Scherkontur positiv
2 Kurvenscheibe links
3 Kurvenscheibe rechts
4 Taumelschubwelle
5.1 Taumelschubwelle rechts
5.2 Taumelschubwelle links
6 Taumelscheiben-Lager
7 Mantelgehäuse
8 Gehäusedeckel
9 Mahlkörper (Kugeln)
10 Fixplatte
11 Fixplatten-Unterteil
12 Fixplatten-Werkzeug
13 Taumelscheiben-Oberteil
14 Taumelscheiben-Werkzeug
15 Taumelschelbe für Zentralwelle
16 Zentralwelle
17 Taumelscheiben-Schubstange
18 Kurvenflansch
19 Gehäuse-Oberteil / Obere Fixplatte
20 Gehäusezylinder mit Zuführkanal
21 Fixplatte unten
22 Abschlussflansch
23 Heiz/Kühlkanal
24 Massen-Raum
25 Fixplatte oben
26 Massen- und Ingredienzien-Einlass Zuführkammer
Durchlass zwischen Massen-Raum Zwischenplatte
Zwischenring
Gehäuse-Unterteil
Massen-Einlass Hauptstrom Massen-Auslas
Servoantriebe

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Verarbeiten von Massen, insbesondere Schokoladenmasse, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Taumelscheibe (1 ), versehen mit einem stumpfwinkligen Kegel an ihrer Stirnseite, so angeordnet ist, dass die Kegelspitze der Taumelscheibe (1) auf der Achse der Taumelscheibe liegt und die Mantelfläche der Taumelscheibe (1) bis zu ihrem Aussen-Durchmesser reichen kann, wobei die
Taumelscheibe (1) bezüglich einer ihrem stumpfwinkligen Kegel gegenüberliegenden Gegenfläche so geformt und angeordnet ist, dass eine vom Kegelspitz über die
Mantelfläche bis zum Aussen-Durchmesser der Mantelfläche verlaufende Linie der Taumelscheibe (1) parallel zu Gegenfläche angeordnet ist und so an der Gegenfläche abrollen und/oder taumeln kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenfläche eine Oberfläche einer zweiten Taumelscheibe (1) ist, wobei die beiden Taumelscheiben (1 ), versehen mit zwei stumpfwinkligen Kegeln an den Stirnseiten, so angeordnet sind, dass die Kegel spitzen auf der Achse der Taumelscheibe liegen und die Mantelfläche bis zum Aussen-Durchmesser reichen kann und die Taumelscheiben so angeordnet sind, dass die Linie vom Kegelspitz über die Mantelfläche bis zum Aussendurchmesser der Mantelfläche parallel zueinander angeordnet sind und so gegeneinander abrollen und/oder taumeln können.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelbewegungen über Taumelschubwellen (4, 5.1 , 5.2) oder Taumelschubstangen (17) mittels
mechanischen Kurvenscheiben oder Kurvenflansch oder elektronischen
Kurvenscheiben mit Servoantrieben erzeugt werden.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Taumelscheiben mit einem stumpfen Kegel versehen sind und dass die Linien jeweils vom fiktiven Kegelspitz über die Mantelfläche bis zum Aussendurchmesser der
Mantelfläche parallel zu einander angeordnet sind und so gegeneinander abrollen und/oder taumeln können.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Taumelscheibe, insbesondere am Taumelscheiben-Oberteil (13), ein fiktiver Kegel oder Kegelstumpf an den Stirnflächen vorgesehen ist und dass die Linie vom fiktiven Kegelspitz über die fiktive Mantelfläche bis zum Aussendurchmesser der fiktiven Mantelfläche parallel zu einander angeordnet werden und so gegeneinander abrollen und/oder taumeln können.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kegel oder Kegelstumpfe beliebig sein können und die Winkel der Kegel beliebig sein können.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Taumelscheiben mit fiktivem Kegel oder Kegelstumpfe mit richtigem Kegel oder
Kegelstumpfe (Taumelscheiben-Werkzeug 14) versehen werden können bzw. dass die Kegel oder Kegelstumpfe in Form eines Taumelscheiben-Werkzeugs (14) montierbar und demontierbar sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Taumelscheiben (1 ) so angeordnet sind , das jede Taumelscheibe mit der nächsten Taumelscheibe so angeordnet ist, dass die Linie vom Kegelspitz über die Mantelfläche bis zum Aussendurchmesser der Mantelfläche parallel zu einander angeordnet sind und so gegeneinander abrollen und/oder taumeln können, wobei die Taumelbewegungen vorzugsweise über Taumelschubwellen (5.1 , 5.2) angetrieben werden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere zum Verarbeiten von Massen und Mahlgut, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (1) und die Gegenfläche mit einem Abstand voneinander angeordnet sind, wobei der durch den Abstand zwischen den beiden Linien gebildete Raum mit Mahlkörpern, vorzugeise mit Kugeln (9), mindestens teilweise befüllt ist, so dass in dem Raum Massen verarbeitet oder Mahlgut vermählen werden können.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, insbesondere zum Verarbeiten von Massen und Mahlgut, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Taumelscheiben (1) mit einem Abstand zwischen den Linien, die auf den Mantelflächen vom Kegelspitz bis zum Aussen-Durchmesser verlaufen, angeordnet sind, wobei der durch den Abstand zwischen den beiden Linien gebildete Raum mit Mahlkörpern, vorzugeise mit Kugeln (9), mindestens teilweise befüllt ist, so dass in dem Raum Massen verarbeitet oder Mahlgut vermählen werden können.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, das die Stirnflächen oder Mantelflächen von Taumelscheiben mit Scherformationen bzw.
Scherkonturen (1.3 und 1.4) sowie mit Versalbungsformationen bzw.
Versal bungskonturen (1.1 und 1.2) derart ausgebildet sind, dass die Formationen bzw. Konturen beim Abrollen und/oder Taumeln der Taumelscheiben ineinandergreifen können.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass gleichfalls
Formationen bzw. Konturen mit anderen Funktionen, insbesondere zum Einbringen von Luft in die Masse, vorgesehen sind, wobei vorzugsweise Formationen bzw. Konturen mit verschiedenen Funktionen miteinander kombiniert vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegerrfläche ein Teil der Oberfläche einer horizontalen Fixplatte (10 und 12) ist, dass eine Taumelscheibe (1 und 14) über der horizontalen Fixplatte (10 und 12) angeordnet ist und die Taumelscheibe über der Fixplatte in einen taumelnde Bewegung versetzbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnt, dass die Taumelscheibe an Taumelschubwellen gekoppelt ist, die über mechanische oder elektronische
Kurvenscheiben bewegt werden.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixplatte bewegbar ist und ihre die Position ändern kann, wobei sie vorzugsweise verschiebbar und/oder verdrehbar ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnt, dass die Fixplatte entlang ihrer zur Fixplattenebene senkrechten Symmetrieachse verschiebbar und/oder um diese Symmeachse herum verdrehbar ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheiben am Umfang rund, quadratisch, rechteckig oder vieleckig sein können.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheiben aus verschiedenen Materialien bestehen und verschieden beschichtet sein können.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheiben am Umfang über Schaber, Dichtungen, Dichtringe oder Schieber verfügen können.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Taumelscheiben (15) in einem Gehäuse untergebracht sind, dass die eine oder mehreren Taumelscheiben (15) in einem die Masse aufnehmenden
Verarbeitungsraum angeordnet ist bzw. sind, der abgegrenzt wird durch eine obere Fixplatte (19 oder 25), eine Mantelfläche, insbesondere in Form eines
Gehäusezylinders (20), mit Zufuhrkanal nach aussen, eine untere Fixplatte (21), und einen Abschlussflansch (22) oder einen Zwischenring (30) nach oben und einen
Zwischenring (30) nach unten.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (15; siehe Fig. H) auf einer Zentralwelle (16) sitzt und so gekoppelt ist, dass sie taumeln kann aber radial mit der Zentralwelle (16) verbunden ist, so dass die Taumelscheibe (15) über die Zentralwelle (16) zusätzlich gedreht werden kann.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 dadurch gekennzeichnet, dass die Zentralwelle (16; siehe Fig. H) nicht vorhanden ist, und dass die Taumelschubstangen (17), bestückt mit einer oder mehreren Taumelscheiben (15), entlang der Axialrichtung der Vorrichtung vollständig durch das gesamte Gehäuse durchgeführt sind, und dass Antriebe aussen am Gehäuse platziert und synchronisiert sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusezylinder (20) über eine Zufuhrkammer (27) sowie einen Durchläse zum Massen-Raum 28 verfügt.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet dass das Gehäuse-Oberteil (19), die untere Fixplatte (21) sowie die obere Fixplatte (25) zumindest teilweise und auf Seite der Taumelscheibe aus Marmor oder Granit oder einem ähnlichen mineralischen Material besteht
25. Vomchtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der unteren Fixplatte (21 ) und der oberen Fixplatte (25) eine Zwischenplatte (29) als Platzhalter bzw. Abstandshalter montiert ist.
26. Vomchtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (29) aus diversen Materialien, insbesondere aus wärme-isolierendem Material, bestehen kann.
27. Vomchtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenplatte (29) als Kollektor für die Kalt- und Warmwasserführung ausgeführt ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Taumelscheibe (15) als Werkzeug zum Umrühren und Vermischen und gleichermassen als Werkzeug zum Schaben und Versal en ausgeführt ist.
29. Verfahren zum kontinuierlichen Aufbereiten von Massen, insbesondere zum
Mischen und Verfeinern von fetthaltigen Massen, vorzugsweise unter Verwendung einer Vorrichtung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet dass die Masse mittels Taumelscheiben (1), insbesondere zwischen Taumelscheiben (1, 1.1, 1.2, 1.3, .4), geschert, versalbt, begast, entgast und temperiert wird.
30. Verfahren zum Verarbeiten von Massen oder Mahlgut, vorzugsweise unter
Verwendung einer Vorrichtung gemäss Anspruch 9 oder 10, wobei zwischen einer Taumelscheibe (1) und ihrer Gegenfläche bzw. zwischen benachbarten Taumelscheiben (1) mittels Mahlkörpern (9), insbesondere in Form von Kugeln, die Masse oder das Mahlgut bearbeitet werden, indem die Masse oder das Mahlgut zusammen mit den Mahlkörpem zwischen der Taumelscheibe (1) und ihrer Gegenfläche bzw. zwischen den beiden Taumelscheiben (1) gewalkt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass über die Walkung der Energieeintrag in die Masse oder das Mahlgut gesteuert wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass beliebige Verarbeitungsschritte hintereinander geschaltet erfolgen.
33. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass mitteis Taumelscheibe (1,13,14) und Fixplatte (10,11 ,12) Massen und Mahlgut verarbeitet werden, indem das Mahlgut in einem konisch geformten Trichter der Fixplatte durch Drehung derselben und dadurch verursachter Fliehkraft in dem Trichter verbleibt und mit der Taumelscheibe, die flexibel steuerbar ist, so lange bearbeitet wird, bis das gewünschte Produkt ausgeworfen wird.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass Massen mittels Taumelscheiben (15) und Fixplatten (19,2 ,25) fabuliert werden, wobei temperiert und kristallisiert und während oder nach dem Tabulieren dem Prozess über den Einlass (26) so lange flüssige Masse zugeführt wird, bis die verlangte Menge und die gewünschte Kristallisierung erreicht werden.
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